Ilmuwan Rusia telah menemukan cara untuk membuat perangkat kuantum yang melanggar hukum kedua termodinamika dan memiliki efisiensi hampir 100%, menurut sebuah artikel yang diterbitkan dalam jurnal Physics Review A.
“Setiap mesin kalor terdiri dari pemanas, yang sebenarnya merupakan sumber energi, dan lemari es, yang tugasnya mendinginkan fluida kerja mesin. Kulkas menurunkan entropi motor dan pasti membuang sebagian energi panas dari pemanas. Itulah mengapa efisiensi mesin kalor tidak pernah mencapai 100%,”jelas Andrey Lebedev, karyawan Universitas Teknik Zurich dan MIPT di Dolgoprudny.
Salah satu dasar fisika dan kosmologi modern adalah konsep yang disebut panah waktu - dalil bahwa waktu di alam semesta kita bergerak secara eksklusif ke satu arah, dari masa lalu ke masa depan. Dengan kata lain, kita bergerak melalui ruang empat dimensi hanya dalam satu arah sepanjang sumbu waktu, dan tidak mungkin untuk "memundurkan" waktu ke belakang.
Dari sudut pandang fisika, hal ini termanifestasi dalam kenyataan bahwa seiring waktu, kekacauan, kekacauan alam semesta, keadaan yang oleh para ilmuwan disebut entropi, terus berkembang. Misalnya, proses ini memanifestasikan dirinya dalam bagaimana keadaan energi Semesta berubah. Prinsip, yang oleh para ilmuwan sering disebut sebagai "hukum kedua termodinamika", dianggap sebagai aturan yang tidak dapat dilanggar yang mengatur kehidupan seluruh alam semesta di semua tingkatan.
Gordey Lesovik dan Andrey Lebedev. Foto: MIPT
Setahun yang lalu, para ilmuwan dari Institut Fisika dan Teknologi Moskow di bawah kepemimpinan Gordey Lesovik dari Institut Fisika Teoritis dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia menemukan bahwa hukum kedua termodinamika dapat dilanggar di tingkat kuantum. Ini membuka jalan bagi penciptaan analog kuantum dari iblis terkenal Maxwell - makhluk hipotetis yang memilah molekul cepat dan lambat.
Ide ini mendorong para ilmuwan untuk berpikir bahwa "setan" kuantum seperti itu dapat digunakan untuk membuat mesin yang efisiensinya akan 100%. Untuk perkembangannya, para ilmuwan mengusulkan penggunaan dua pasang qubit - modul komputasi dasar dan sel memori komputer kuantum, yang saling berhubungan di tingkat kuantum.
Qubit di mesin Lesovik dan rekan-rekannya melakukan dua fungsi - mereka menyerap panas dan memungkinkan "teleportasi" kelebihan entropi di luar sistem, memainkan peran setan Maxwell. Hal ini memungkinkan perangkat untuk benar-benar mencapai keadaan yang setara dengan mesin gerak abadi jenis kedua.
Video promosi:
Faktanya, tentu saja, perangkat ini bukanlah mesin yang bergerak terus-menerus - seperti yang dijelaskan Lesovik, untuk pengoperasiannya, qubit "setan" harus terus diperbarui, yang membersihkan sistem entropi dengan mendinginkannya dengan cara khusus. Di sisi lain, ini dilakukan di luar perangkat itu sendiri, yang memungkinkan kita untuk mengatakan bahwa secara formal hukum kedua termodinamika dilanggar di dalamnya.
Sekarang Lesovik dan rekan-rekannya menerapkan ide ini dalam praktiknya, menciptakan mesin gerak abadi serupa berdasarkan qubit-transmon superkonduktor.
